Persipynę fotonai buvo sėkmingai panaudoti perduodant
signalus tarp dviejų Dunojaus krantų.
Eksperimente ši keista kvantinė savybė
buvo pirmąkart panaudota informacijos perdavimui dideliu nuotoliu be
skaidulinių optinių kabelių. Panaši
technologija ateityje gali būti naudojama kvantinėje kriptografijoje - itin
saugiose optinio ryšio sistemose, kuriose persipynę fotonai būtų siunčiami
per dirbtinius Žemės palydovus.
Keisti dalykai dedasi naktimis prie Dunojaus.
Kvantinis persipynimas yra savybė, leidžianti dviems dalelėms
elgtis taip, lyg jos būtų viena,
nepriklausomai nuo atstumo, kuriuo yra viena nuo kitos nutolusios. Matuojant vienos
dalelės būseną, tuo pačiu
"užprogramuojama" ir kitos dalelės būsena.
Fizikai jau yra įrodę, kad šį reiškinį
galima pritaikyti saugių šifravimo
raktų perdavimui.
Norint persipynimu pasinaudoti, reikia sugebėti sukurti
persipynusią fotonų porą ir kiekvieną dalelę
pasiųsti link skirtingų erdvės taškų. Iki
šiol tokie persipynę fotonai būdavo
siunčiami tik optinėmis skaidulomis,
tačiau ten juos sugeria medžiaga, iš
kurios tos skaidulos pagamintos, todėl ryšio nuotolis neviršijo 150 km.
Buvo svarstoma, ar persipynusių fotonų srautų nebūtų galima
perduoti į įvairias planetos vietas
naudojant palydovus. Bet niekas iki šiol
nebuvo bandęs perduoti jų laisvąja erdve
ne tik kosmosu, bet ir Žemės
paviršiuje. Pirmą kartą tai padarė Vienos
universiteto fizikai, vadovaujami Markaus Aspelmeyerio - šaltą ir vėjuotą
naktį jie pasiuntė persipynusius fotonus
iš vieno Dunojaus kranto į kitą.
Fotonai vis dar buvo persipynę ir tada, kai pasiekdavo priešingus Dunojaus krantus.
Grupė pasigamino
miniatiūrinę, bet tvirtą laboratorijose
naudojamų persipynusių fotonų
generatoriaus versiją. Ji gamino fotonų su
persipynusiomis poliarizacijomis poras. Pavyzdžiui, jei vieno fotono
poliarizacija išmatavus pasirodys esanti +45 laipsniai, tai kito poliarizacija
visada bus -45 laipsniai. Išbandžius
generatorių atvirame lauke, grupė
pabandė pasiųsti persipynusius fotonus į
du priešingus per Vieną tekančios
Dunojaus upės krantus (žr. brėžinį).
Atlikdami šį subtilų
eksperimentą, mokslininkai prie siųstuvo ir
abiejų imtuvų turėjo po teleskopą.
Perduodantysis teleskopas fokusavo fotonus į panašius imtuvų
teleskopus, kurie savo ruožtu surinkdavo
fotonus detektoriaus plokštumoje. Mokslininkai išmatavo kiekvieną detektorių
pasiekiančių fotonų poliarizaciją ir
nustatė, kad poros vis dar yra persipynusios.
Šiuo metu detektoriai gali veikti tiktai naktį, nes patekėjus saulei
signalą nustelbdavo kiti fotonai.
Sistemą patobulinus, ją bus galima
panaudoti kvantinėje kriptografijoje.
Palydovai padėtų pasiųsti persipynusių
fotonų porų seką į du Žemėje esančius
detektorius, matuojančius jų
poliarizacijas. Išmatavus poliarizaciją vienu
detektoriumi, būtų automatiškai
užfiksuojama kitą imtuvą pasiekiančio
fotono poliarizacija. Taigi, siunčiama skirtingų poliarizacijų fotonų seka
galėtų pasitarnauti koduojant ir dekoduojant tarp šių siųstuvų
siunčiamus signalus. Sistemos laimėjimas būtų
tai, kad pašalinis žmogus, pabandęs
perimti fotonus ir išsimatuoti jų
poliarizaciją, automatiškai išardytų patį
persipynimą. Teisėti informacijos
siuntėjai tai iškart pastebėtų ir paskelbtų
pavojų.